ÁREA: Físico-Química
TÍTULO: Modelamento da extração de Cobalto por D2EHPA em isoparafina (17/21) em meio sulfúrico
AUTORES: COSTA, C. B. (PEMM - UFRJ) ; XIMENES, D. S. (IFRJ) ; SOUSA JUNIOR, C. S. (IFRJ) ; NASCIMENTO, M. (CETEM)
RESUMO: A técnica de extração por solvente é executada objetivando a separação e/ou purificação metálica, pois a lixiviação não é tão seletiva quanto se deseja e, a presença de íons coadjuvantes no procedimento extrativo demanda medidas adicionais de purificação para seguir às etapas posteriores ao processo.
A extração de Co2+ pelo sistema CoSO4 - H2SO4 - H2O - D2EHPA em isoparafina (17/24) foi estudada por um modelo termodinâmico com base em equações de balanço de massa e carga. Os coeficientes de atividade de todos os solutos na fase aquosa foram calculados através da equação de Davies modificada e Debye-Hückel.
PALAVRAS CHAVES: extração por solventes, cobalto, modelagem
INTRODUÇÃO: A rota hidrometalúrgica de extração por solventes tem sido muito utilizada para isolar metais a partir de lixívias. Nesse processo, empregam-se extratantes diluídos em solventes orgânicos, fazendo com que o metal passe da fase aquosa para a fase orgânica. A grande vantagem da extração por solventes é a redução da geração global de resíduos de processo, permitindo uma elevada recuperação do metal de interesse e o reciclo do solvente usado no processo1.
O cobalto não é um metal encontrado em estado nativo e praticamente toda a sua produção mundial provém do tratamento de minérios complexos de outros elementos, como o níquel e o cobre. Devido as suas excelentes propriedades, tais como a capacidade de formar ligas resistentes à corrosão, o cobalto é utilizado na fabricação de turbinas aeronáuticas e a gás, dentre outras aplicações, destaca-se o seu uso na indústria como catalisador para o refino de petróleo, bem como imãs e cintas metálicas.
MATERIAL E MÉTODOS: Neste trabalho foi realizado o estudo da estequiometria e da constante de equilíbrio de formação do complexo D2EHPA-Co, por absorção atômica, utilizando soluções aquosas de CoSO4, cujo metal divalente se associa à molécula orgânica, D2EHPA em Isoparafina (17/22), pela técnica de extração por solvente, utilizando 25 mL das fase orgânicas e aquosas, com controle do pH, com adição de H2SO4. Os resultados foram tratados no software Statistica.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A reação de equilíbrio da extração do cobalto com o D2EHPA pode ser escrita como: Co2+(aq) + (1+x) H2A2(or) = CoH2xA2+2x(or) + 2H+(aq) (1)
O coeficiente de distribuição (D) mostrado na equação 2, é a medida de quanto um solvente irá extrair um determinado metal de uma solução aquosa.
D= [CoH2xA2+2x]/[Co2+] (2)
A constante de equilíbrio:
Keq = [H+]2 [CoH2xA2+2x]/[Co2+] [H2A2](1+x)(3)
Inserindo a equação (2) na (3) e aplicando-se o logarítmo nos dois lados, obtém-se a equação (4):
log D – 2 pH = (1+x) log [H2A2] + log Keq (4)
Onde, [H2A2] é a concentração de D2EHPA após a extração no equilíbrio (equação 5).
[H2A2] = [H2A2]i – 2(1+x) [CoH2xA2+2x](5)
O método de estimação não-linear Quasi-Newton foi aplicado, e o resultado para o coeficiente estequiométrico encontrado, com coeficiente de correlação (R2) de 0.9113, foi de 0,1234.
Sendo assim, a regressão não-linear, das espécies de Cobalto, extraído na fase orgânica, pode ser representado como CoH0.25A2.25, já a constante de equilíbrio foi determinada como 2,10 x 10-5. A reação de formação do cobalto com D2EHPA pode ser representada por:
Co2+ + 1,125H2A2 = CoH0,25A2,25 + 2H+ (6)
CONCLUSÕES: O estudo apresentado mostrou que o número de moléculas de D2EHPA (H2A2) necessárias para reagirem com uma molécula de Co2+ é de 1,1234. O complexo formado foi o CoH0,25A2,25. A constante de equilíbrio determinada foi de 2,10 x 10-5.
AGRADECIMENTOS: Ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro (IFRJ), Campus Maracanã.
Ao Centro de Tecnologia Mineral (CETEM).
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: Silva, M.J.S.F., Marques, M.J., Ribeiro Junior, C.P., 1997. Química Nova, 20 (6), p.583-586.
Ritcey, M.G., Ashbrook, A.W., 1970. Journal of Inorg. and Nuclear Chem. (43) 1929-1933.
Sousa Junior, C. S., Nascimento, M., Masson. I. O. C., Cunha, O. G. C., 2010. Equilibrium study for manganese extraction in sulfate media with D2EHPA in isoparaffin (17/21). Hydromentallurgy 103, 114-117.
